纳米前沿顶刊日报20190104

纳米人

2019-01-04

1. Science Advances：揭示负极材料界面应力未解之谜！

负极材料的界面压力会导致电极失效和电池容量衰退的认识早已有之，而其中原委至今不为人知。加拿大阿尔伯塔大学Thomas Thundat和Zhi Li团队通过实时监测少层MoS₂负极材料在钠的嵌入和脱出过程，发现了异常的界面应力：在0.1V以下放电的应力是更高电压条件下的3倍以上。研究人员建议，减少在0.1V以下的放电行为将有助于提高寿命。

Zhi Li, Keren Jiang, Thomas Thundat et al. Anomalous interfacial stress generation during sodium intercalation/extraction in MoS2 thin-film anodes. Science Advances 2018.

http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaav2820

2. Science Advances：混一混，Ag纳米团簇实现同位素交换！

印度Thalappil Pradeep团队报道了一种Ag纳米团簇中快速的同位素交换的策略。研究人员将原子级精确的2种同位素标记的Ag纳米团簇（107Ag和109Ag）混合在一起，受熵驱动自发形成了同位素精确混合的全新107/109Ag纳米团簇。这一过程与H2O和D2O得到HDO的过程及其类似。

Papri Chakraborty, Thalappil Pradeep et al. apid isotopic exchange in nanoparticles. Science Advances 2018.

http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau7555

3. JACS：中性Au掺杂的AuTi₂O_3–6团簇催化CO氧化的研究

Au/氧化物高的催化活性对异相催化具有重要的意义。研究杂核金属氧化物团簇是从分子水平理解异相催化机理的重要途径。然而，由于实验技术上的困难，研究杂核中性金属氧化物团簇具有很大的挑战。有鉴于此，作者利用自制飞行时间质谱-真空紫外激光系统，系统性地研究了中性Au掺杂的AuTi₂O_3–6团簇在有O₂条件下催化CO氧化的反应。研究表明，中间产物AuCO不仅加速了CO的氧化，而且对O₂的活化也有促进作用。

Chen J, Li X, et al. Neutral Au₁-Doped Cluster Catalysts AuTi₂O_3–6 for CO Oxidation byO₂[J]. Journal of the Ameican Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b11118

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b11118

4. Science Advances：60%！单层WSe2光致发光量子产率创新高！

CVD制备的单层TMDCs二维材料不具备高效光致发光量子产率，往往低于剥离法制备的对应材料，极大限制了其在光电器件中的应用。加州大学伯克利分校Ali Javey团队报道了一种CVD制备的单层WSe2纳米材料，实现了高达60%的光致发光量子产率，突破了单层WSe2最高纪录。研究人员指出，这种高效的量子产率来源于改进的生长条件，包括调控卤化物促进剂的比例，引入溶剂蒸发法实现简单的基底脱离等等。

Hyungjin Kim, Geun Ho Ahn, Ali Javey et al. Synthetic WSe2 monolayers with high photoluminescence quantum yield. Science Advances 2018.

http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau4728

5.Wallace C. H. Choy最新AM综述：配体，钙钛矿中的主角！

具有协调能力的配体已被广泛用于提高钙钛矿材料的质量和稳定性。香港大学的Wallace C. H. Choy课题组首先讨论了配体在通过不同方法（一步法、两步法和后沉积法）制备钙钛矿薄膜中的作用。然后，综述了钝化钙钛矿的进展，例如后处理，原位钝化以及掺杂钙钛矿前驱体等策略。最后，从晶体交联，维数工程和界面改性的角度讨论了配体稳定的钙钛矿薄膜。

Zhang H, Nazeeruddin M K& Choy W C H. Perovskite Photovoltaics: The Significant Role of Ligands inFilm Formation, Passivation, and Stability[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201805702

https://doi.org/10.1002/adma.201805702

6.施兴华AM综述：纳米酶研究的最新进展

纳米酶作为新一代人工酶，具有催化活性高、稳定性好、成本低等优点。由于其广泛的应用前景，纳米酶已成为纳米技术与生物学之间连接的桥梁，吸引了众多领域的研究人员的关注，越来越多具有高催化活性的纳米酶被设计和合成出来。然而，目前人们对纳米酶背后的机理的了解还不够深入，这也限制了纳米酶的进一步发展。Wang等人综述回顾了近十年来纳米酶的实验研究和计算研究的进展，主要包括：（1）新型纳米酶模拟酶的研究进展，包括它们的结构和应用，例如生物传感和生物成像和治疗以及环境保护；（2）催化机理的研究，讨论了该领域所面临的计算研究的挑战和未来的发展方向。

Wang H, Wan K W, et al. Recent Advances inNanozyme Research[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201805368

https://doi.org/10.1002/adma.201805368

7.AM：三维水凝胶模型用于对侵袭性肺部疾病进行药物筛选

细胞行为高度依赖于微环境。因此，为了找到针对转移癌的药物，需要在组织模拟基质中对药物进行筛选。Tam等人以浸润性肺疾病(淋巴管平滑肌瘤病，LAM) 中的雷帕霉素复合物1 靶点(mTORC1)信号通路为模型，利用自动化数据采集方法，开发了一种新的仿生三维水凝胶平台，可以定量分析单个细胞水平的细胞侵袭和生存能力。为了对这种模拟肺的水凝胶平台进行测试，实验使用结节硬化复合体2 (TSC2)低形态细胞进行激酶抑制剂筛选，从而确定Cdk2抑制剂可以用于LAM治疗。这种三维水凝胶模拟了自然生态微环境，能够描绘健康细胞和病变细胞之间的表型差异，为有效筛选包括肺癌在内的高侵袭性疾病药物提供了新的策略。

Tam R Y, Yockell-Lelièvre J, et al. Rationally Designed 3D Hydrogels Model Invasive LungDiseases Enabling High-Content Drug Screening[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201806214

https://doi.org/10.1002/adma.201806214

8.Chem. Mater.：增强多支化金纳米颗粒的近红外区吸收用于光热治疗癌症

多支化金纳米颗粒(M-AuNPs)可以作为近红外(NIR)光热治疗(PTT)的材料，但其主要缺点是容易散射近红外光，导致其吸收显著降低。Hu等人在理论模拟和实验的基础上，通过筛选结构参数来增强材料的吸收。实验通过有限差分时域模拟预测了具有最高光热转换效率(η)的M-AuNPs的尺寸、尖端数和尖端高度。并且利用种子介导生长法合成了预测的M-AuNPs，其所得的光学性能与模拟结果吻合较好。实验进一步将M-AuNPs作为光热试剂用于体外杀伤MCF-7细胞和治疗裸鼠肿瘤。结果发现几乎所有的癌细胞在和M-AuNPs共孵育后经过光照都死亡了，而裸鼠肿瘤在PTT后20天的观察期内也得到了有效的治疗，并且没有复发。

Hu Y J, Liu X Y, et al. Enhancing the PlasmonResonance Absorption of Multibranched Gold Nanoparticles in the Near-InfraredRegion for Photothermal Cancer Therapy: Theoretical Predictions andExperimental Verification[J]. Chemistry of Materials, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04299

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b04299

9. 国立台湾大学Adv. Sci.：了解下，MOF也可以改善钙钛矿薄膜质量

Lee等人在钙钛矿太阳能电池中引入两种化学稳定的Zr-MOF，UiO-66和MOF-808。掺杂的MOF具有紫外过滤能力和增强钙钛矿结晶度的优点。基于UiO-66 /MOF-808的器件效率分别为18.01％和17.81％。稳定性得到大幅度提升。

Lee C-C, Chen C-I, LiaoY-T, et al. Enhancing Efficiency and Stability of Photovoltaic Cells by UsingPerovskite/Zr-MOF Heterojunction Including Bilayer and Hybrid Structures[J].Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201801715

https://doi.org/10.1002/advs.201801715